تکنولوژی

تغییر رنگ هشت‌پا به اندازه دویدن ۲۵ دقیقه‌ای انسان انرژی مصرف می‌کند

هشت‌پاها به دلیل توانایی فوری خود در تغییر رنگ شناخته شده‌اند که این مهارت را برای فریب شکارچیان و متعجب کردن شکارهای خود استفاده می‌کنند. هزینه انرژی این قابلیت فوق‌العاده استتار تا به حال یک معما باقی مانده بود. اکنون زیست‌شناسان میزان انرژی مصرفی هشت‌پاها در طول تغییرات کامل رنگ آن‌ها را اندازه‌گیری کرده‌اند که به درک جدیدی از زیست‌شناسی آن‌ها منجر شده است. مطالعات اخیر نشان می‌دهد که استتار هشت‌پاها سطوح قابل توجهی از اکسیژن را مصرف می‌کند و تغییر رنگ کامل به طور میانگین ۲۱۹ میکرومول اکسیژن در ساعت نیاز دارد. اگر انسان‌ها توانایی تغییر رنگ مانند هشت‌پا را داشتند، میزان مصرف انرژی روزانه‌ آن‌ها معادل یک دویدن ۲۳ دقیقه‌ای بود.

هشت‌پاها به دلیل توانایی فوری خود در تغییر رنگ شناخته شده‌اند که این مهارت را برای فریب شکارچیان و متعجب کردن شکارهای خود استفاده می‌کنند. با این حال، هزینه انرژی پشت این قابلیت فوق‌العاده استتار تا به حال یک معما باقی مانده بود—تا اکنون.

تغییر رنگ یک مکانیسم تطبیقی حیاتی برای بسیاری از حیوانات است، اگرچه تصور می‌شود به انرژی زیادی نیاز دارد.

اکنون، زیست‌شناسان میزان انرژی مصرفی هشت‌پاها در طول تغییرات کامل رنگ آن‌ها را اندازه‌گیری کرده‌اند، و بینش‌های جدیدی درباره زیست‌شناسی آن‌ها ارائه داده‌اند.

تغییر رنگ معاملات نهانی انرژی را آشکار می‌کند

در حالی که مزایای توانایی های تغییر رنگ هشت‌پاها به خوبی مستند شده است، هزینه‌های انرژی آن‌ها تا حد زیادی ناشناخته مانده بود. این درک جدید از هزینه متابولیک تغییر رنگ بینش‌هایی از معاملات هشت‌پاها برای مخفی ماندن ارائه می‌دهد، توضیح داد.

هشت‌پاها ، مانند بسیاری دیگر از سفالوپودها، دارای اندام‌های پوست خاصی به نام کروماتوفور هستند. این کیسه‌های کوچک رنگ به تارهای عضلانی متصل هستند که مانند شاخک‌های دایره‌ای عمل می‌کنند.

هنگامی که عضلات آرام می‌شوند، کیسه‌های رنگ به نقاط تقریباً نامرئی جمع می‌شوند. وقتی عضلات منقبض می‌شوند، کیسه‌ها را گسترش می‌دهند و رنگ را بر روی پوست پخش کرده و آن را آشکار می‌کنند.

به گفته آن‌تنک، هر کروماتوفور مانند یک پیکسل کوچک بر روی صفحه نمایش عمل می‌کند، با هشتپاهایی که ۲۳۰ کروماتوفور در هر میلی‌متر مربع پوست دارند—بیش از ۱۸۰ پیکسل در هر میلی‌متر مربع در یک مانیتور لپ‌تاپ ۴کی ۱۳ اینچی.

برای تغییر رنگ، هزاران عضله کوچک درون این اندام‌های مشابه پیکسل منقبض می‌شوند. با کنترل دقیق هر کروماتوفور از طریق سیستم عصبی خود، هشت‌پاها می‌توانند الگوهای استتاری پیچیده یا نمایش‌های بصری پیچیده‌ای تولید کنند.

استتار هشت‌پا سطوح تعجب‌آور اکسیژن مصرف می‌کند

مطالعه اخیر هزینه‌های انرژی تغییر رنگ در هشت‌پاها را بررسی کرد. به رهبری آن‌تنک و نویسنده اصلی سوفی سونر به عنوان بخشی از پایان‌نامه کارشناسی ارشد او در دانشگاه والا والا در واشنگتن، این تحقیق شامل تجزیه و تحلیل نمونه‌های پوست از ۱۷ هشت‌پای یاقوتی بود.

مطالعه نشان داد که تغییر رنگ کامل به طور میانگین به ۲۱۹ میکرومول اکسیژن در ساعت نیاز دارد—معادل انرژی که هشت‌پا برای همه عملکردهای بدنی دیگر در هنگام استراحت مصرف می‌کند.

با عیاربندی یافته‌هایشان به ابعاد انسانی، آن‌تنک تخمین زد که اگر انسان‌ها پوستی مانند هشت‌پا برای تغییر رنگ داشتند، ما ۳۹۰ کالری اضافی در روز می‌سوزاندیم، تقریباً برابر با دویدن ۲۳ دقیقه‌ای.

هشت‌پاها و سفالوپودها تنها حیواناتی نیستند که قادر به تغییر رنگ هستند. سونر همچنین اشاره کرد که تغییر رنگ سریع به طور مستقل در گونه‌های مختلف مانند دوزیستان، خزندگان، ماهی‌ها، بندپایان و نرم‌تنان تکامل یافته است، که اهمیت تطبیقی گسترده آن را نشان می‌دهد.

تغییرات رنگی سفالوپودها بسیار سریع‌تر و دقیق‌تر از حیواناتی مانند آفتاب‌پرست‌ها است که از هورمون‌ها برای کنترل سلول‌های رنگ پیام‌آور استفاده می‌کنند، با فرایندهای کندتر در حیوانات دیگر که احتمالاً انرژی کمتری مصرف می‌کنند.

مطالعه در ژورنال PNAS منتشر شده .

توسط
Interesting Engineering
منبع
Interesting Engineering
نمایش بیشتر

اخبار مرتبط

بازگشت به بالا